[发明专利]模块化对机具采样过程中受力分析的方法

权利要求书

1.模块化对机具采样过程中受力分析的方法，其特征包括：

A.划分模块：将机具采样过程分为n个运动模块和m个结构模块的组合，n≥1，m≥1，运动模块和结构模块之间相互独立；运动模块用于描述机具的各部件在采样过程中的不同运动方式，每个运动模块的三维运动轨迹为若干个三维匀速直线运动和若干个三维匀速圆周运动的组合；结构模块用于描述机具的组成结构，任意形状的机具由若干个结构模块组合而成，被采样样品对机具各部件的作用力通过对组成该机具的所有结构模块的受力叠加分析获得，结构模块包括有平板模块和弧形板模块；

B.运动模块的划分和定义运动轨迹：通过对单一的运动模块在三维坐标系中的运动分析，得到单一的运动模块的三维匀速直线运动基本模型和三维匀速圆周运动基本模型；

C.将机具的实际运动轨迹拆分为若干个匀速直线运动的运动模块和若干个匀速圆周运动的运动模块，并且确定每个运动模块的运动时长和运动参数，再建立n个运动模块在总运动时长t_n内的运动矩阵M_S；

D.结构模块的组合：根据平板模块和弧形板模块的截面参数定义、平板模块和弧形板模块的延伸参数定义、以及平板模块和弧形板模块的切割参数定义，得到用于描述m个结构模块组合的矩阵M_T；

E.运动模块和结构模块组合：对任意一个结构模块的所有运动轨迹均进行分析后得到该结构模块在整个采样过程中的受力情况；根据合力原理，整合所有结构模块对任意单一运动轨迹的受力，得到机具在该指定的单一运动轨迹中的受力情况；根据合力原理，整合所有的结构模块在所有运动轨迹中的受力，得到机具在整个采样过程中的受力情况。

2.如权利要求1所述的模块化对机具采样过程中受力分析的方法，其特征为：在步骤B所述的运动分析时，建立三维坐标系XYZ，平面XOY为水平面，运动模块的初始速度为V_st，初始位置为O′，初始速度为V_st的矢量位于平面A上，平面A与平面XOY的夹角为θ，θ∈[90°]，与平面XOY交线为MN，并且初始位置为O′位于交线MN上，交线MN与X轴的夹角为β，β∈[0,360°]，方向以从X轴正向逆时针旋转为正；在平面A上建立辅助坐标系X′O′Y′，以交线MN的方向为X′轴的方向，与X′轴垂直的方向为Y′轴方向，初始速度V_st与X′轴的夹角为α，α∈[0,360°]，方向以从X′轴正向逆时针旋转为正；由数学推导得到单一的运动模块的三维匀速直线运动基本模型为：

(x_end,y_end,z_end)＝S_line((x_st,y_st,z_st),V_st,α,β,θ,t)

单一的运动模块的三维匀速圆周运动基本模型为：

(x_end,y_end,z_end)＝S_circle((x_st,y_st,z_st),V_st,α,β,θ,t,R)

其中，x_end、y_end、z_end分别为该运动模块运动终点在三维坐标系XYZ上的坐标值，x_st、y_st、z_st分别为该运动模块运动起点在三维坐标系XYZ上的坐标值，t为该运动模块的运动时长，R为三维匀速圆周运动的半径。